微波组件壳体与盖板气密封焊的方法技术

本发明专利技术公开了一种密封微波组件铝合金壳体的方法，采用激光封焊，并选择限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式，在充满Ar的手套箱内进行密封焊时采用磁性夹具，该磁性夹具的磁性底座与压块相互吸引。本发明专利技术实现了气密性很高的激光封焊，具有气密性高、焊接热影响区小、轨迹灵活、加工过程无接触和环保等优点，应用于多种产品的微波组件壳体气密封装工艺中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备
，具体涉及一种密封微波组件壳体通过激光焊接与盖板气密封焊的方法。
技术介绍
微波组件作为重要电子设备组件，因而对气密封装时采用的工艺手段有较多限制(1)密封时腔体内部温度不能超过芯片或焊料所能承受的最高温度，以避免芯片损坏或焊点熔化；(2)密封时不能有毒害气体挥发，最好在保护气氛内进行，密封后要保证壳体内环境的洁净；(3)密封后要保证焊缝强度，至少能承受一个负压的内力。由于激光封焊技术不但能够满足以上基本条件，还具有焊接轨迹灵活、气密性高、热影响区小、加工过程无接触等其他优势，由此对于激光封焊技术在微波组件壳体的气密封装中的应用得到推广。激光焊接是将高强度激光束直接辐射至材料表面，使材料局部熔化实现焊接。在激光与材料相互作用过程中，会出现光的反射、吸收、热传导以及其他物理与化学的变化。在大多数有关激光焊接技术的文献资料中，都对激光焊接的理论做了详细阐述，包括对影响激光焊接的工艺参数如功率密度、脉冲波形、离焦量、保护气体等做了理论分析。随着现代雷达技术的快速发展，对微波组件的小型化提出了越来越高的要求。为了适应这种要求，MCM多芯片组装技术应运而生，由于这种技术直接使用裸芯片封装，所以加大了工艺的难度和对可靠性的要求。由于空气中存在大量水汽、盐雾等，这些微粒若进入到组件内部，会腐蚀电路焊点，降低电路性能，或使电路模块失效。所以，必须对采用MCM多芯片组装的微波组件进行气密封装。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是按照GJB548A规定，航天产品上微波组件的气密性要求达到漏率IXlO-8Pa · m3/s。为了成千上万的组件便于装配，阵列整齐，一致性好，本专利技术提出一种密封微波组件铝合金壳体与盖板气密封焊的方法本方法采用专用夹具，激光焊接技术完成。本专利技术通过优化壳体结构与焊接夹具，实现了激光封焊微波组件铝合金壳体与盖板气密封焊，相对于现有技术，本专利技术有效的提高了气密合格率，降低了生产成本，能够实现在保护气氛下气密封装微波组件，提高了微波组件的可靠性和寿命。附图说明图1为微波组件微组装结构示意2为三种焊接接头的结构示意3为激光焊接脉冲波形图图4为磁性夹具的结构示意图附图标识a为搭接接头；b为限位式搭接接头；C为对接接头具体实施例方式专利技术为解决其技术问题而采用的技术方案是提供一种密封微波组件铝合金壳体，其创新点在于，采用激光封焊，并选择限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式，在充满Ar的手套箱内进行密封焊接，在焊接时采用磁性夹具，该磁性夹具的磁性底座与压块相互吸引。下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本专利技术。如图I所示是微波组件的结构组成，一般微波组件外壳形状都是方形箱子状，由壳体、内部微电路、腔内保护气体和盖板组成，还有用于信号输入输出的玻珠，用于电源供给的插座，这些接插件与壳体间的密封一般在微波组件组装前使用软钎焊进行密封，而为了保证组件气密性和可靠性，微波组件壳体与盖板的密封，最关键的部分就是焊接的接头， 可加工性、返修可操作性，应力释放性、气密性、机械强度。根据经验和查阅相关资料，如如图2所示的三种热应力较小的接头结构通过实验得到选择(a)组虽然加工容易，但手套箱内操作难度大，管壳和盖板很难对准，故气密不合格率很高；(C)组结构的气密合格率比(a)组高，但对壳体的机加工要求太高，而且返修时开盖也很困难；(b)组的限位式搭接结构，在合格率、可加工性、可操作性和返修难易程度等方面，具有综合优势，且漏率满足GJB要求。故选择(b)限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式。本专利技术采用国产Han’ Laser PB300型激光焊接机，对于铝合金等易产生裂纹的金属，采用如图3所示的三阶段激光脉冲波型，从而使被焊工件经历预热一熔融一保温的变化过程，则可以得到较为满意的焊点质量如图2(b)。采用负离焦2_，焊接能量12. 56J，焊接处熔融浸透，表面平整光亮，焊接效果较好为了保证组件内部气氛要求，所有组件密封焊均在充满Ar的手套箱内进行。手套箱手套比较厚重，操作不便。因此，在焊接时采用磁性夹具，该磁性夹具的磁性底座与压块相互吸引。该夹具在(I)自动焊接时，不能遮挡激光行程；(2)夹具能给盖板> 2kg的压力，且施力均匀；(3)在手套箱内上装与下载组件方便。采用如图4所示的磁性夹具，磁性底座与压块相互吸引，该夹具不仅能够固定管壳，而且在焊接过程中可以有效减小热形变。经测试，压块能给盖板2 3kg的压力，避免了分段焊接，提高了焊接质量。其焊接过程如下步骤1，盖板平整度检查，焊接边缘清洁度检查；步骤2，盖板与管壳搭接边缘结构匹配，并用手术刀等工具进行微修整；步骤3，将匹配好的管壳与盖板放入磁性夹具，并压好压块；步骤4，通过焊接设备编辑焊接轨迹，设定焊接工艺参数；步骤5，激光焊接；步骤6，取出工件。权利要求1.一种，采用激光封焊，并选择限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式，在充满Ar的手套箱内进行，密封后的组件内部为Ar环境。其特征在于，盖板与管壳边缘采用如图2(b)所示的限位式搭接结构，为了得到更好的焊接效果，盖板边缘比管壳壁边缘缩进200 300um。其焊接过程如下 步骤I，盖板平整度检查，焊接边缘清洁度检查； 步骤2，盖板与管壳搭接边缘结构匹配，并用手术刀等工具进行微修整； 步骤3，将匹配好的管壳与盖板放入磁性夹具，并压好压块； 步骤4，通过焊接设备编辑焊接轨迹，设定焊接工艺参数； 步骤5，激光焊接； 步骤6，取出工件。2.一种密封微波组件铝合金壳体的方法，其特征在于，磁性夹具的磁性底座与压块相互吸引。全文摘要本专利技术公开了一种密封微波组件铝合金壳体的方法，采用激光封焊，并选择限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式，在充满Ar的手套箱内进行密封焊时采用磁性夹具，该磁性夹具的磁性底座与压块相互吸引。本专利技术实现了气密性很高的激光封焊，具有气密性高、焊接热影响区小、轨迹灵活、加工过程无接触和环保等优点，应用于多种产品的微波组件壳体气密封装工艺中。文档编号B23K26/20GK102941411SQ20111023388公开日2013年2月27日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日专利技术者任颖丹, 黄浩远, 王立春 申请人:上海航天测控通信研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波组件壳体与盖板气密封焊的方法，采用激光封焊，并选择限位式搭接结构作为微波组件壳体与盖板气密封焊的接头形式，在充满Ar的手套箱内进行，密封后的组件内部为Ar环境。其特征在于，盖板与管壳边缘采用如图2(b)所示的限位式搭接结构，为了得到更好的焊接效果，盖板边缘比管壳壁边缘缩进200～300um。其焊接过程如下：步骤1，盖板平整度检查，焊接边缘清洁度检查；步骤2，盖板与管壳搭接边缘结构匹配，并用手术刀等工具进行微修整；步骤3，将匹配好的管壳与盖板放入磁性夹具，并压好压块；步骤4，通过焊接设备编辑焊接轨迹，设定焊接工艺参数；步骤5，激光焊接；步骤6，取出工件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任颖丹，黄浩远，王立春，
申请(专利权)人：上海航天测控通信研究所，
类型：发明
国别省市：